Проблема влияния почвенной аэрации на жизнедеятельность различных групп микроорганизмов в трудах отечественных и зарубежных ученых

Микробиологический состав почвенной биоты находится в теснейшей взаимосвязи с типом растительности, химическими, механическими свойствами почв. Сапрофитная микрофлора, прежде всего, отражает особенности органического состава почвы [1]. Форма органического вещества и скорость его преобразования оказывает сильное влияние на хемоавтотрофную микрофлору почвы, поскольку она использует продукты, получаемые при процессах минерализации [2].

Вопрос о влиянии типа почвы на состав бактериального населения был подробно освящен в работах Шиллера и Частухи-на [3, 4]. Стоит отметить, что в верхнем горизонте (А) относительно молодых, по представлениям Вильямса, почв содержится много сапрофитов, но меньше акти-номицетов и спороносных бактерий. Это вполне понятно, так как последние группы микробов обильно развиваются при более глубоко протекающих процессах трансформации органических соединений [5].

Механический состав почвы и ее агрегатное состояние по-разному влияют на аэрацию почвенного слоя, следовательно, и на интенсивность микробиологических процессов. Быстро протекающие процессы распада носят окислительный характер, и потому ограничение доступа воздуха в почву вызывает снижение скорости распада находящегося в почве или поступающего в нее органического вещества. Это явление можно наблюдать на свалках, где разного рода отходы находятся в виде сильно уплотненной массы и крайне медленно минерализуются. Усиление их аэрации путем прорытия дренажных каналов резко стимулирует процессы самоочищения [6].

Аналогичное влияние оказывает обработка земли. После вспашки в почве усиливается размножение аэробных микроорганизмов и возрастает их минерализаци-онная деятельность. Следует, однако, иметь ввиду, что систематическая обработка почвы приводит к ее распылению и потере ценных для агрономии физических свойств пашни [7]. При хорошем развитии многолетних трав в почве создаются анаэробные условия, приводящие к накопле- нию активного перегноя, восстанавливающего почвенную структуру.

Согласно литературным данным, по отношению к кислороду микроорганизмы делятся на аэробов, факультативных анаэробов и облигатных анаэробов. Представители первой группы могут существовать только при доступе воздуха, последней – в его отсутствие, а микробы, относящиеся ко второй группе, способны развиваться как в кислородной, так и в бескислородной среде. К аэробным микроорганизмам должны быть причислены плесени, боль- шинство актиномицетов и значительная часть бактерий. Простейшие и водоросли также нуждаются в достаточном доступе почвенного воздуха [8, 9].

При развитии аэробных форм микроорганизмов в почве значение окислительновосстановительного потенциала может снижаться до 3-5. Это показывает, что аэробные микроорганизмы почвы могут существовать при относительно неболь- шом запасе кислорода, и делает логичным их развитие в довольно глубоких слоях. Худяков показал, что некоторые аэробы способны размножаться при весьма небольших запасах кислорода (0,130,26%) [10].

К анаэробным и факультативно анаэробным микробам почвы в основном относятся бактерии. При отсутствии кисло- рода живут также некоторые актиномице-ты. Группа грибов, способных существовать в анаэробных условиях, крайне малочисленна. В своих работах Мишустин указывал, что не все анаэробы в одинаковой мере чувствительны к кислороду. Так, например, Вас. butyricum не выносит присутствия в атмосфере более 0,27% кислорода, а Вас. chauvoei развивается при наличии его в количестве около 1%. Интересно отметить, что значительная часть аэробных грибов лучше развивается при содержании в почве повышенных доз углекислого газа. Очевидно, углекислота принимает участие в метаболизме у этих микроорганизмов. Наиболее богаты анаэробами верхние слои почвы. Это объясняется не только наличием здесь обильного запаса органических веществ, но и тем, что внутри любого комочка почвы имеются бескислородные микрозоны [11]. Аэробы, поселяющиеся на поверхности агрегатов, поглощают кислород и не дают ему проникать вглубь комочка. Это хорошо иллюстрируется опытами Муромцева, культивировавшего Вас. perfringens в относительно аэробных условиях. В чашку Петри со стерильной агари-зованной водой высевают 50 мг почвенного мелкозема (частиц диаметром <0,25 мм). Другая такая же чашка со средой остается незасеянной. Затем обе чаш- ки оставляют открытыми на воздухе в течение 10-20 минут, после чего их закрывают и ставят в термостат.

Спустя некоторое время можно наблюдать, что в чашке, в которой почвенные частицы отсутствуют, на среде развиваются многочисленные колонии микроорганизмов. В другой же чашке, с частицами почвы, колонии микробов не развиваются, несмотря на то, что в промежутках почвы имеется достаточно пространства для их роста [12]. Отсюда можно сделать лишь один вывод: почвенные частицы обладают способностью задерживать рост микроорганизмов, попадающих из воздуха и не приспособленных к жизни в условиях почвенной среды.